Çok katmanlı bir PCB'nin (baskılı devre kartı) tasarımı çok karmaşık olabilir. Hatta tasarımın ikiden fazla katmanın kullanılmasını gerektirmesi, gerekli sayıda devrenin yalnızca üst ve alt yüzeylere monte edilemeyeceği anlamına geliyor. Devre iki dış katmana sığsa bile PCB tasarımcısı performans kusurlarını düzeltmek için dahili olarak güç ve toprak katmanları eklemeye karar verebilir.

Termal sorunlardan karmaşık EMI (Elektromanyetik Girişim) veya ESD (Elektrostatik Deşarj) sorunlarına kadar, optimumun altında devre performansına yol açabilecek ve çözülmesi ve ortadan kaldırılması gereken birçok farklı faktör vardır. Ancak bir tasarımcı olarak ilk göreviniz elektrik sorunlarını düzeltmek olsa da devre kartının fiziksel konfigürasyonunu göz ardı etmemek de aynı derecede önemlidir. Elektriksel açıdan sağlam olan panolar hâlâ bükülebilir veya bükülebilir, bu da montajı zorlaştırır, hatta imkansız hale getirir. Neyse ki tasarım döngüsü sırasında PCB'nin fiziksel konfigürasyonuna dikkat edilmesi gelecekteki montaj sorunlarını en aza indirecektir. Katmandan katmana denge, mekanik olarak kararlı bir devre kartının en önemli yönlerinden biridir.

01
Dengeli PCB istifleme

Dengeli istifleme, baskılı devre kartının katman yüzeyinin ve kesit yapısının her ikisinin de makul ölçüde simetrik olduğu bir yığındır. Amaç, üretim sürecinde özellikle laminasyon aşamasında strese maruz kaldığında deforme olabilecek alanların ortadan kaldırılmasıdır. Devre kartı deforme olduğunda montaj için düz bir şekilde yerleştirmek zordur. Bu özellikle otomatik yüzeye montaj ve yerleştirme hatlarına monte edilecek devre kartları için geçerlidir. Aşırı durumlarda deformasyon, birleştirilmiş PCBA'nın (baskılı devre kartı düzeneği) nihai ürüne montajını bile engelleyebilir.

IPC'nin denetim standartları, en ciddi şekilde bükülmüş levhaların ekipmanınıza ulaşmasını önlemelidir. Bununla birlikte, eğer PCB üreticisinin süreci tamamen kontrolden çıkmış değilse, çoğu bükülmenin temel nedeni hala tasarımla ilgilidir. Bu nedenle ilk prototip siparişinizi vermeden önce PCB düzenini iyice kontrol etmeniz ve gerekli ayarlamaları yapmanız önerilir. Bu, düşük verimi önleyebilir.

02
Devre kartı bölümü

Tasarımla ilgili yaygın bir neden, baskılı devre kartının, kesit yapısının merkeze göre asimetrik olması nedeniyle kabul edilebilir düzlüğe ulaşamamasıdır. Örneğin, 8 katmanlı bir tasarımda 4 sinyal katmanı kullanılıyorsa veya merkezde bakır nispeten hafif yerel düzlemleri ve altta nispeten katı 4 düzlemi kapsıyorsa, yığının bir tarafındaki diğerine göre gerilim, aşındırma sonrası malzemede aşınmaya neden olabilir. ısıtılarak ve preslenerek lamine edilirse laminatın tamamı deforme olacaktır.

Bu nedenle yığının, bakır katman tipinin (düzlem veya sinyal) merkeze göre yansıtılacağı şekilde tasarlanması iyi bir uygulamadır. Aşağıdaki şekilde üst ve alt tipler eşleşiyor, L2-L7, L3-L6 ve L4-L5 eşleşiyor. Muhtemelen tüm sinyal katmanlarındaki bakır kapsamı karşılaştırılabilirken, düzlemsel katman esas olarak katı dökme bakırdan oluşur. Durum böyleyse devre kartı, otomatik montaj için ideal olan düz, düz bir yüzeyi tamamlamak için iyi bir fırsata sahiptir.

03
PCB dielektrik katman kalınlığı

Ayrıca tüm yığının dielektrik katmanının kalınlığını dengelemek de iyi bir alışkanlıktır. İdeal olarak, her bir dielektrik katmanın kalınlığı, katman tipinin yansıtılmasına benzer şekilde yansıtılmalıdır.

Kalınlık farklı olduğunda imalatı kolay bir malzeme grubu elde etmek zor olabilir. Bazen anten izleri gibi özellikler nedeniyle asimetrik istifleme kaçınılmaz olabilir çünkü anten izi ile referans düzlemi arasında çok büyük bir mesafe gerekli olabilir, ancak lütfen devam etmeden önce hepsini araştırıp tükettiğinizden emin olun. Diğer seçenekler. Düzensiz dielektrik aralığı gerektiğinde, çoğu üretici yay ve bükülme toleranslarını gevşetmek veya tamamen bırakmak isteyecektir ve eğer vazgeçemezlerse, işten bile vazgeçebilirler. Düşük verimle birkaç pahalı partiyi yeniden oluşturmak ve sonunda orijinal sipariş miktarını karşılamaya yetecek kadar nitelikli ünite elde etmek istemiyorlar.

04
PCB kalınlığı sorunu

Yaylar ve bükülmeler en yaygın kalite sorunlarıdır. Yığınınız dengesiz olduğunda, bazen son incelemede tartışmaya neden olan başka bir durum daha ortaya çıkar; devre kartı üzerindeki farklı konumlardaki genel PCB kalınlığı değişecektir. Bu durum görünüşte küçük tasarım hatalarından kaynaklanmaktadır ve nispeten nadirdir, ancak düzeninizde her zaman aynı konumdaki birden fazla katmanda eşit olmayan bakır kaplama varsa bu durum meydana gelebilir. Genellikle en az 2 ons bakır ve nispeten yüksek sayıda katman kullanan levhalarda görülür. Olan şuydu: Tahtanın bir bölgesinde büyük miktarda bakır dökülmüş alan bulunurken diğer kısmında nispeten bakır yoktu. Bu katmanlar birbirine lamine edildiğinde, bakır içeren taraf belli bir kalınlığa kadar bastırılırken, bakırsız veya bakırsız taraf da aşağı doğru bastırılır.

Yarım ons veya 1 ons bakır kullanan çoğu devre kartı fazla etkilenmez ancak bakır ne kadar ağır olursa kalınlık kaybı da o kadar fazla olur. Örneğin, 8 kat 3 onsluk bakırınız varsa, daha hafif bakır kaplamalı alanlar kolaylıkla toplam kalınlık toleransının altına düşebilir. Bunun olmasını önlemek için bakırın tüm katman yüzeyine eşit şekilde döküldüğünden emin olun. Elektrik veya ağırlık açısından bu pratik değilse, en azından hafif bakır katmana bir miktar kaplamalı açık delikler ekleyin ve her katmandaki delikler için pedler eklediğinizden emin olun. Bu delik/ped yapıları Y ekseni üzerinde mekanik destek sağlayarak kalınlık kaybını azaltacaktır.

05
Başarıyı feda edin

Çok katmanlı PCB'leri tasarlarken ve yerleştirirken bile, pratik ve üretilebilir bir genel tasarım elde etmek için bu iki husustan ödün vermeniz gerekse bile, hem elektriksel performansa hem de fiziksel yapıya dikkat etmelisiniz. Çeşitli seçenekleri tartarken, yay ve bükülmüş formların deformasyonu nedeniyle parçanın doldurulması zor veya imkansızsa, mükemmel elektriksel özelliklere sahip bir tasarımın pek işe yaramadığını unutmayın. Yığını dengeleyin ve her katmandaki bakır dağılımına dikkat edin. Bu adımlar, sonunda montajı ve kurulumu kolay bir devre kartı elde etme olasılığını artırır.